CC BY
195
BemnuxJBtyWT/Proceedings of VSUET, Т. 79, № 3, 2017'=
Оригинальная статья/Original article_
УДК 664.03.031.81
DOI: http://doi.org/10.20914/2310-1202-2017-3-115-119
Исследование качественных показателей сафлорового масла
Есмурат З. Матеев Анастасия В. Терёхина Максим В. Копылов
[email protected] gorb atova.nasti a@yandex .ru [email protected]
1 Воронежский государственный университет инженерных технологий, пр-т Революции, 19, г. Воронеж, 394036, Россия Реферат. Жирнокислотный состав растительных масел является основополагающей качественных характеристик. Для определения жирнокислотного состава использовалась колонка SP-2560 и газовый хроматограф «Хромотэк 5000.1» В результате исследований установлено, что в сафлоровом масле преобладают жирные кислоты 18 и 16 групп, содержание остальных жирных кислот в сумме составляет 1,2%. В исследуемом образце наблюдается преобладание омега-6 жирных кислот (концентрация 80% линолевой и у-линоленовой жирных кислот). Омега-6 жирных кислоты помогают организму сжигать излишки жиров, вместо того чтобы откладывать их впрок. Натуральные жирные кислоты - кирпичики человеческих простагландинов, гормоноподобных веществ, способствующих нормализации кровяного давления, контролирующих мышечные сокращения и участвующих в иммунном ответе организма. К качественным характеристикам растительного масла относятся также физико-химические показатели. Кислотное число сафлорового масла составило КЧ = 1,07 мгКОН/г, перекисное число ПЧ = 8,09 ммоль/кг02, анизидиновое число сафлорового масла АЧ = 3,25. Влажность рапсового масла 0,03%. Сафлоровое масло возможно использовать в качестве биотоплива, низшая теплота его сгорания равна 36,978 МДж/кг; плотность - 913 кг/м3; кинематическая вязкость 85,6 мм2/с. По сравнению с рапсовым маслом наблюдается снижение удельного эффективного расхода топлива на 2, 08%. Полученные данные жирнокислотного состава анализируемого образца сафлорового масла хорошо соотносятся с литературными данными, что свидетельствует о высокой точности проводимых исследований, исследуемый образец не относится к высокоолеиновым растительных маслам. Полученные значения для качественных характеристик свидетельствуют о перспективах использования данного вида масла непосредственно в пищу, а также для производства масличной продукции, такой как майонезы, соусы, спреды.
Ключевые слова: са<
флор^жирнокислотный^остаБ^^асло^прессоБан
Research of qualitative indicators of safflower oil
Yesmurat Z. Mateyev 1 Anastasia V. Terekhina 2 Маksim V. Kopylov 1
gorb atova.nasti a@yandex .ru
1 Voronezh state university of engineering technologies, Revolution Av., 19 Voronezh, 394036, Russia Summary. Fatty acid composition of vegetable oils is the fundamental quality characteristics. To determine the fatty acid composition, the SP-2560 column and Chromotec 5000.1 gas chromatograph were used. As a result of the studies it was established that fatty acids of 18 and 16 groups prevail in safflower oil, the content of the remaining fatty acids in the total is 1.2%. In the test sample, the prevalence of omega-6 fatty acids (concentration of 80% of linoleic and y-linolenic fatty acids) is observed. Omega-6 fatty acids help the body burn excess fat, instead of postponing it for future use. Natural fatty acids are the bricks of human prostaglandins, mountain-monopodic substances that help normalize blood pressure, control muscle contractions and participate in the immune response of the body. The qualitative characteristics of vegetable oil are also physicochemical indicators. The acid number of safflower oil was 1.07 mgKOH/g, the peroxide number was 8.09 mmol/kgO2, the anisidine number of safflower oil was 3.25. Moisture of rapeseed oil is 0.03%. Safflower oil can be used as a biofuel, the lowest heat of its combustion is 36.978 MJ/kg; density - 913 kg/m3; kinematic viscosity 85.6 mm2/s. In comparison with rapeseed oil, the specific effective fuel consumption is reduced by 2.08%. The obtained fatty acid content of the analyzed sample of safflower oil is well correlated with the literature data, which indicates the high accuracy of the studies, the sample does not belong to the high oleic vegetable oils. The obtained values for qualitative characteristics indicate the prospects of using this type of oil directly in food, as well as for the production of oilseeds, such as mayonnaise, sauces, spreads. Keywords: safflower, fatty acid composition, oil, pressing, chromatography, quality
Введение
Сафлоровое масло получают из семян сафлора, однолетнего цветущего растения. Средняя урожайность семян составляет 1012 ц/га, при благоприятных условиях достигает более 20 ц/га. Сафлор (рисунок 1) выращивают преимущественно как масличную культуру. Его семена содержат 25-37% (в ядре 46-60%) полувысыхающих масел и до 12% белка. Сафлоровое масло приближается по вкусовым качествам подсолнечному и оливковому маслам, его используют в пищевых целях для изготовления маргарина, спредов и майонезов с купажированными масличными основами.
Сафлоровое масло содержит крайне мало насыщенных жиров и много ненасыщенных. Это делает его отличным диетическим продуктом для людей, страдающих от сердечно-сосудистых заболеваний [1-6].
Высокое содержание витамина Е в сафлоро-вом масле превращает его в своеобразный антиок-сидант, который очищает организм от свободных радикалов, которые приводят к старению клеток, и возникновению кардиологических и онкологических болезней. Сафлоровое масло относится к полувысыхающим растительным маслам также, как и подсолнечное[7-10].
1
1
1
Для цитирования Матеев Е.З., Терёхина А.В., Копылов М.В. Исследование качественных показателей сафлорового масла // Вестник ВГУИТ. 2017. Т. 79. № 3. С. 115-119. doi:10.20914/2310-1202-2017-3-115-119
For citation
Mateyev Ye.Z., Terjohina A.V., Kopylov M.V. Research of qualitative indicators of safflower oil. Vestnik VGUIT [Proceedings of VSUET]. 2017. vol. 79. no. 3. pp. 115-119. (in Russian). doi: 10.20914/23101202-2017-3-115-119
j - - J Si"-*
1 .' \ - - 7 ^^^
*-J V
VV-JSVV-V/'
■ I. ■ ■ ■ . '' ■
Рисунок 1. Сафлор Figure 1. Safflower
Жирнокислотный состав растительных масел является основополагающей качественных характеристик. Согласно литературным данным [1] в таблице 1 приведен жирнокислотный состав сафлорового масла и сафлорового масла с высоким содержанием олеиновой кислоты.
Жирнокислотный состав сафлорового масла Fatty acid composition of safflower oil
Таблица 1. Table 1.
Кислота | Acid Группа Group Сафлоровое масло Safflower oil Высокоолеиновое сафлоровое масло Highly oleic safflower oil
Лауриновая | Lauric С 12:0 НО НО - 0,2
Миристиновая | Myristic С 14:0 НО - 0,2 НО - 0,2
Пальмитиновая | Palmitic С 16:0 5,3-8,0 3,6-6,0
Пальмитолеиновая | Palmitoleic С 16:1 НО - 0,2 НО - 0,2
Стеариновая | Stearic С 18:0 1,9-2,9 1,5-2,4
Олеиновая | Oleic acid С 18:1 8,4-21,3 70-83,7
Линолевая | Linoleum С 18:2 67,8-83,2 9,0-19,9
Линоленовая | Linolenic С 18:3 НО - 0,1 НО - 1,2
Арахиновая | Arachine С 20:0 0,2-0,4 0,3-0,6
Гондоиновая | Gondoin С 20:1 0,1-0,3 0,1-0,5
Бегеновая | Behenovaya С 22:0 НО - 1,0 НО - 0,4
Эруковая | Eruk С 22:1 НО - 1,8 НО - 0,3
Лигноцериновая | Lignoceric С 24:0 НО - 0,2 НО - 0,3
Ацетэруковая | Acetum С 24:1 НО - 0,2 НО - 0,3
НО - не определяются, принято за < 0,05% (ND - not Материалы и методы
Внутренние характеристики системы прессующего оборудования является функцией нескольких множеств независимых друг от друга переменных. Режим прессования влияет на химический состав масла. Исследуемый образец получен на экспериментальной установке «Шнековый маслопресс» на базе кафедры технологии жиров процессов и аппаратов химических и пищевых производств ФГБОУ ВО «ВГУИТ» (рисунок 2) при следующих параметрах: кольцевой зазор зеерной камеры составляет: 0,7 мм; оптимальная частота вращения шнека 6-7 с-1, при этом температура составляет 328-333 К.
Физико-химические показатели определялись в соответствии с ГОСТ 18848-73 «Масла растительные. Показатели качества».
Для определения жирнокислотного состава использовалась колонка SP-2560 и газовый хроматограф «Хромотэк 5000.1» (рисунок 3). При анализе получаемых при исследовании хромато-грамм наиболее ответственным и сложным этапом
является идентификация пиков. Для определения содержания каждой из жирных кислот использовался метод нормализации по площади. В таблице 2 приведены результаты расчетов по компонентам сафлорового масла.
I, it is taken as a < 0,05%)
Рисунок 2. Экспериментальная установка МПЭ-1: 1 -источник электропитания; 2 - щит управления; 3 -загрузочный бункер; 4 - орган регулировки зазора; 5 - зеерная камера; 6 - станина; 7 - сборник масла; 8 - электропривод
Figure 2. Experimental setup the MPE-1: 1 - power source; 2 -control panel; 3 - hopper; 4 - gap adjustment; 5 - curb camera; 6 - frame; 7 - oil collector; 8 - drive
Массовую долю каждой из кислот вычисляли по формуле
^ -100
X = (1)
I
где Зг - площадь пика этилового эфира, мм2;
Ь - сумма площадей всех пиков на хромото-
г
2
грамме, мм .
Результаты и обсуждение
Из приведенной диаграммы (рисунок 5) и таблицы 2 видно, что в сафлоровом масле преобладают жирные кислоты 18 и 16 групп, содержание остальных жирных кислот в сумме составляет 1,2%. В исследуемом образце наблюдается преобладание омега-6 жирных кислот (концентрация 80% линолевой и у-линоленовой жирных кислот). Омега-6 жирных кислоты помогают организму сжигать излишки жиров, вместо того чтобы откладывать их впрок. Натуральные жирные кислоты - кирпичики человеческих простаглан-динов, гормоноподобных веществ,
способствующих нормализации кровяного давления, контролирующих мышечные сокращения и участвующих в иммунном ответе организма.
Рисунок 3. Хромотограф «Хромотэк 5000.1» Figure 3. Chromatograph Chromatec 5000.1
Таблица 2.
Расчет по компонентам сафлорового масла
Table 2.
The calculation of the components of safflower oil
Время, мин (Time, min) Группа (Group) Площадь, мм2 (Area, mm2) Высота, мм (Highness, mm) Концентрация, % (Concentration, %)
38,294 14:0 32,992 7,095 0,122
42,415 16:0 1735,589 341,807 6,460
43,925 16:1 5,507 1,146 0,020
44,162 16:1 16,572 3,405 0,062
44,813 16:1 9,405 1,780 0,035
47,746 18:0 653,760 98,144 2,433
49,711 18:1 2613,986 295,746 9,729
49,963 18:1 172,445 24,437 0,642
52,071 18:2 19,851 2,301 0,074
52,939 18:2 21342,949 1467,863 79,434
53,809 20:0 95,015 17,102 0,354
55,901 20:1 42,382 7,301 0,158
56,293 18:3 31,454 4,764 0,117
60,641 22:0 69,204 14,173 0,258
67,335 24:0 27,737 5,091 0,103
: гтид-2, мв S3 S-?
1600
: 5оо
:400 :зоо *г О
1200
: ют -я- Г г -—;
10 20 30 я:-; 40 ¿35 1 с*"1 "-< so 70 мин
Рисунок 4. Хроматограмма Figure 4. Chromatogram
Для связи с редакцией: [email protected] 117
0,103
0,258
0,158
0,117
0,12
0,122
0,354
79,5
10,37
2,433
6,46
log
0,1
10
100
С 24:0 "С 22:0 "С 20:1 "С 20:0 "С 18:3 "С 18:2 "С 18:1 "С 18:0 "С 16:1 "С 16:0 "С 14:0
Рисунок 5. Содержание жирных кислот Figure 5. The content of fatty acids
К качественным характеристикам растительного масла относятся также физико-химические показатели. Кислотное число сафлорового масла составило КЧ = 1,07 мгКОН/г, перекисное число ПЧ = 8,09 ммоль/кгО2, анизидиновое число сафлорового масла АЧ = 3,25. Влажность рапсового масла 0,03%. Полученные данные свидетельствуют о возможности использования данного масла непосредственно в пищу, а также для производства масличной продукции, такой как майонезы, соусы, спреды. Температура хранения для сафлорового масла не регламентируется, но погрузка и выгрузка масла должна проводится в диапазоне температур от 10-20 °С.
Сафлоровое масло возможно использовать в качестве битоплива, низшая теплота его сгорания равна 36,978 МДж/кг; плотность -913 кг/м3; кинематическая вязкость 85,6 мм2/с. По сравнению с рапсовым маслом наблюдается
снижение удельного эффективного расхода топлива на 2,08%. Дополнительно к этому Сафлор более засухоустойчив, высокоурожаен, проще по агротехническим и почвенно-клима-тическим требованиям.
Заключение
Полученные данные жирнокислотного состава анализируемого образца сафлорового масла хорошо соотносятся с литературными данными, что свидетельствует о высокой точности проводимых исследований, исследуемый образец не относится к высокоолеиновым растительных маслам. Полученные значения для качественных характеристик свидетельствуют о перспективах использования данного вида масла непосредственно в пищу, а также для производства масличной продукции, такой как майонезы, соусы, спреды.
1
ЛИТЕРАТУРА
1 Кодекс Алиментариус. Жиры, масла и производные продукты. М.: Издательство «Весь Мир», 2007. 68 с.
2 Остриков А.Н., Слюсарев М.И., Горбатова А.В., Шендрик Т.А. Диффузионная модель перемешивания сливочно-растительных спредов // Вестник ВГУИТ. 2015. № 3 (65). С. 7-12.
3 Остриков АН., Смирных А. А., Горбатова А.В. Комплексное исследование реологических свойств спреда функциональной направленности // Вестник Алтайского государственного аграрного университета. 2013. № 1 (99). С. 093-096.
4 Остриков А.Н., Горбатова A.B. Исследование кинетики процесса перемешивания спредов при переменном теплоподводе // Вестник Воронежского государственного университета инженерных технологий. 2015. № 2 (64). С. 10-13.
5 Антипов С.Т., Шахов C.B., Мартеха А.Н., Берестовой А.А. Разработка способа получения растительного масла из семян сафлора методом прессования в поле ультразвука // Вестник ВГУИТ. 2015. № 4 (66). С. 7-10.
6 Матеев Е.З., Королькова Н.В., Кубасова А.Н., Глотова И.А. и др. Использование сафлорового масла в качестве биоактивного компонента при производстве косметических и моющих средств.
7 Василенко Л.И., Фролова Л.Н., Драган И.В., Мошкина С.В. Создание купажей функциональных растительных масел с длительным сроком хранения//Вестник ВГУИТ. 2013. № 3. С. 121-124.
8 Nkongho R.N., Ncnanji Y.. Tataw О., Levang P. Less oil but more money! Artisanal palm oil milling in Cameroon // African Journal of Agricultural Research. 2014. P. 1586-1596.
9 Rodrigues J. et al. Modeling and optimization of laboratory-scale conditioning of Jatropha curcas L. seeds for oil expression // Industrial Crops and Products. 2016. V. 83. P. 614-619.
10 Moses D.R. Performance evaluation of continuous screw press for extraction soybean oil // American journal of science and technology. 2014. V. 1. №. 5. P. 238-242.
REFERENCES
1 Kodeks alimentarius. Zhiry, masla [Codex Alimentarius. Fats, oils and products / Per. with English] Moscow, Ves' mir, 2007. 68 p. (in Russian)
2 Ostrikov A.N., Slyusarev M.I., Gorbatova A.V., Shendrik T.A. Diffusion model of mixing creamy-vegetable spreads. Vestnik VGUIT. [Proceedings of VSUET] 2015. no. 3 (65). pp. 7-12. (in Russian)
3 Ostrikov A.N., Smirnykh A.A., Gorbatova A.V. Complex research of rheological properties of a spread of functional orientation. VestnikAltGAU [Proceedings of the Altai State Agrarian University] 2013. no. 1 (99). pp. 093-096. (in Russian)
СВЕДЕНИЯ ОБ АВТОРАХ
Есмурат З. Матеев к.т.н., докторант, кафедра машин и аппаратов пищевых производств, Воронежский государственный университет инженерных технологий, пр-т Революции, 19, г. Воронеж, 394036, Россия, [email protected]
Анастасия В. Терёхина кт.н., доцент, кафедра технологии жиров, процессов и аппаратов химических и пищевых производств Воронежский государственный университет инженерных технологий, пр-т Революции, 19, г. Воронеж, 394036, Россия, [email protected] Максим В. Копылов к.т.н., доцент, кафедра технологии жиров, процессов и аппаратов химических и пищевых производств, Воронежский государственный университет инженерных технологий, пр-т Революции, 19, г. Воронеж, 394036, Россия, [email protected]
КРИТЕРИЙ АВТОРСТВА
Все авторы в равной степени принимали участие в написании рукописи и несут ответственность за плагиат
КОНФЛИКТ ИНТЕРЕСОВ
Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.
ПОСТУПИЛА 16.07.2017 ПРИНЯТА В ПЕЧАТЬ 18.08.2017
4 Ostrikov A.N., Gorbatova A.V. Investigation of the kinetics of the process of mixing spreads at variable heat supply Vestnik VGUIT. [Proceedings of VSUET]. 2015. no. 2 (64). pp. 10-13. (in Russian)
5 Antipov S.T., Shakhov S.V., Marthecha A.N., Berestovoi A.A. Development of a method for obtaining vegetable oil from safflower seeds by pressing in a ultrasound field. Vestnik VGUIT. [Proceedings of VSUET]. 2015. no. 4 (66). pp. 7-10. (in Russian)
6 Mateev E.Z., Korolkova N.V., Kubasova A.N., Glotova I.A. et al. Ispol'zovanie saflorovogo masla v kachestve bioaktivnogo komponenta [Use of safflower oil as a bioactive ingredient in the manufacture of cosmetic and washing products] (in Russian)
7 Vasilenko L.I., Frolova L.N., Dragan I.V., Moshkina S.V. Creation of blends of functional vegetable oils with a long shelf life. Vestnik VGUIT. [Proceedings of VSUET] 2013. no. 3. pp. 121-124. (in Russian)
8 Nkongho R.N., Ncnanji Y., O. Tataw, Levang P. Less oil but more money! Artisanal palm oil milling in Cameroon. African Journal of Agricultural Research. 2014. pp. 1586-1596.
9 Rodrigues J. et al. Modeling and optimization of laboratory-scale conditioning of Jatropha curcas L. seeds for oil expression. Industrial Crops and Products. 2016. vol. 83. pp. 614-619.
10 Moses D.R. Performance evaluation of continuous screw press for extraction soybean oil. American journal of science and technology. 2014. vol. 1. no. 5. pp. 238-242.
INFORMATION ABOUT AUTHORS Yesmurat Z. Mateyev candidate of technical sciences, doctoral, fats, process and apparatus of chemical and food productions department, Voronezh state university of engineering technologies, Revolution Av., 19 Voronezh, 394036, Russia, [email protected] Anastasia V. Terekhina candidate of technical sciences, assistant professor, fats, process and apparatus of chemical and food productions department Voronezh state university of engineering technologies, Revolution Av., 19 Voronezh, 394036, Russia, [email protected] Маksim V. Kopylov candidate of technical sciences, assistant professor, fats, process and apparatus of chemical and food productions department, Voronezh state university of engineering technologies, Revolution Av., 19 Voronezh, 394036, Russia, [email protected]
CONTRIBUTION
All authors equally took part in writing the manuscript and are responsible for plagiarism
CONFLICT OF INTEREST
The authors declare no conflict of interest. RECEIVED 7.16.2017 ACCEPTED 8.18.2017
Для связи с редакцией: [email protected]
119
